2023版高三物理一輪復(fù)習(xí)專題4曲線運(yùn)動（含2023年高考真題）3

PAGEPAGE2專題4曲線運(yùn)動1．[2022·新課標(biāo)全國卷Ⅰ]如下圖，兩個(gè)質(zhì)量均為m的小木塊a和b(可視為質(zhì)點(diǎn))放在水平圓盤上，a與轉(zhuǎn)軸OO′的距離為l，b與轉(zhuǎn)軸的距離為2l.木塊與圓盤的最大靜摩擦力為木塊所受重力的k倍，重力加速度大小為g，假設(shè)圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動，用ω表示圓盤轉(zhuǎn)動的角速度．以下說法正確的選項(xiàng)是()A．b一定比a先開始滑動B．a(chǎn)、b所受的摩擦力始終相等C．ω＝eq\r(\f(kg,2l))是b開始滑動的臨界角速度D．當(dāng)ω＝eq\r(\f(2kg,3l))時(shí)，a所受摩擦力的大小為kmg答案：AC解析：此題考查了圓周運(yùn)動與受力分析．a(chǎn)與b所受的最大摩擦力相等，而b需要的向心力較大，所以b先滑動，A項(xiàng)正確；在未滑動之前，a、b各自受到的摩擦力等于其向心力，因此b受到的摩擦力大于a受到的摩擦力，B項(xiàng)錯誤；b處于臨界狀態(tài)時(shí)kmg＝mω2·2l，解得ω＝eq\r(\f(kg,2l))，C項(xiàng)正確；ω＝eq\r(\f(2kg,3l))小于a的臨界角速度，a所受摩擦力沒有到達(dá)最大值，D項(xiàng)錯誤．2．[2022·四川卷]有一條兩岸平直、河水均勻流動、流速恒為v的大河．小明駕著小船渡河，去程時(shí)船頭指向始終與河岸垂直，回程時(shí)行駛路線與河岸垂直．去程與回程所用時(shí)間的比值為k，船在靜水中的速度大小相同，那么小船在靜水中的速度大小為()A.eq\f(kv,\r(k2－1))B.eq\f(v,\r(1－k2))C.eq\f(kv,\r(1－k2))D.eq\f(v,\r(k2－1))答案：B解析：設(shè)河岸寬為d，船速為u，那么根據(jù)渡河時(shí)間關(guān)系得eq\f(d,u)∶eq\f(d,\r(u2－v2))＝k，解得u＝eq\f(v,\r(1－k2))，所以B選項(xiàng)正確．3．[2022·新課標(biāo)Ⅱ卷]如圖，一質(zhì)量為M的光滑大圓環(huán)，用一細(xì)輕桿固定在豎直平面內(nèi)；套在大環(huán)上質(zhì)量為m的小環(huán)(可視為質(zhì)點(diǎn))，從大環(huán)的最高處由靜止滑下．重力加速度大小為g.當(dāng)小環(huán)滑到大環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)，大環(huán)對輕桿拉力的大小為()A．Mg－5mgB．Mg＋mgC．Mg＋5mgD．Mg＋10mg答案：C解析：小環(huán)在最低點(diǎn)時(shí)，對整體有T－(M＋m)g＝eq\f(mv2,R)，其中T為輕桿對大環(huán)的拉力；小環(huán)由最高處運(yùn)動到最低處由動能定理得mg·2R＝eq\f(1,2)mv2－0，聯(lián)立以上二式解得T＝Mg＋5mg，由牛頓第三定律知，大環(huán)對輕桿拉力的大小為T′＝T＝Mg＋5mg，C正確．4．[2022·江蘇卷]為了驗(yàn)證做平拋運(yùn)動的小球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動，用如下圖的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．小錘打擊彈性金屬片，A球水平拋出，同時(shí)B球被松開，自由下落．關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，以下說法中正確的有()A．兩球的質(zhì)量應(yīng)相等B．兩球應(yīng)同時(shí)落地C．應(yīng)改變裝置的高度，屢次實(shí)驗(yàn)D．實(shí)驗(yàn)也能說明A球在水平方向上做勻速直線運(yùn)動答案：BC解析：由牛頓第二定律可知，只在重力作用下的小球運(yùn)動的加速度與質(zhì)量無關(guān)，故A錯誤；為了說明做平拋運(yùn)動的小球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動，應(yīng)改變裝置的高度，屢次實(shí)驗(yàn)，且兩球應(yīng)總能同時(shí)落地，故B、C正確；該實(shí)驗(yàn)只能說明做平拋運(yùn)動的小球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動，而不能說明小球在水平方向上做勻速直線運(yùn)動，故D錯誤．5．[2022·安徽卷](18分)Ⅰ.圖1是“研究平拋物體運(yùn)動〞的實(shí)驗(yàn)裝置圖，通過描點(diǎn)畫出平拋小球的運(yùn)動軌跡．(1)以下是實(shí)驗(yàn)過程中的一些做法，其中合理的有________．a(chǎn)．安裝斜槽軌道，使其末端保持水平b．每次小球釋放的初始位置可以任意選擇c．每次小球應(yīng)從同一高度由靜止釋放d．為描出小球的運(yùn)動軌跡，描繪的點(diǎn)可以用折線連接(2)實(shí)驗(yàn)得到平拋小球的運(yùn)動軌跡，在軌跡上取一些點(diǎn)，以平拋起點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，測量它們的水平坐標(biāo)x和豎直坐標(biāo)y，圖2中yx2圖像能說明平拋小球運(yùn)動軌跡為拋物線的是________．a(chǎn)bcd圖2圖3(3)圖3是某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)畫出的平拋小球的運(yùn)動軌跡，O為平拋的起點(diǎn)，在軌跡上任取三點(diǎn)A、B、C，測得A、B兩點(diǎn)豎直坐標(biāo)y1為5.0cm，y2為45.0cm，A、B兩點(diǎn)水平間距Δx為40.0cm.那么平拋小球的初速度v0為________m/s，假設(shè)C點(diǎn)的豎直坐標(biāo)y3為60.0cm，那么小球在C點(diǎn)的速度vC為________m/s(結(jié)果保存兩位有效數(shù)字，g取10m/s2)．答案：Ⅰ.D3(1)ac(2)c(3)2.04.0解析：Ⅰ.此題考查“研究平拋物體的運(yùn)動〞實(shí)驗(yàn)原理、理解能力與推理計(jì)算能力．(1)要保證初速度水平而且大小相等，必須從同一位置釋放，因此選項(xiàng)a、c正確．(2)根據(jù)平拋位移公式x＝v0t與y＝eq\f(1,2)gt2，可得y＝eq\f(gx2,2veq\o\al(2,0))，因此選項(xiàng)c正確．(3)將公式y(tǒng)＝eq\f(gx2,2veq\o\al(2,0))變形可得x＝eq\r(\f(2y,g))v0，AB水平距離Δx＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\r(\f(2y2,g))－\r(\f(2y1,g))))v0，可得v0＝2.0m/s，C點(diǎn)豎直速度vy＝eq\r(2gy3)，根據(jù)速度合成可得vc＝eq\r(2gy3＋veq\o\al(2,0))＝4.0m/s.6.[2022·安徽卷]如下圖，一傾斜的勻質(zhì)圓盤繞垂直于盤面的固定對稱軸以恒定角速度ω轉(zhuǎn)動，盤面上離轉(zhuǎn)軸距離2.5m處有一小物體與圓盤始終保持相對靜止．物體與盤面間的動摩擦因數(shù)為eq\f(\r(3),2)(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)，盤面與水平面的夾角為30°，g取10m/s2.那么ω的最大值是()A.eq\r(5)rad/sB.eq\r(3)rad/sC．1.0rad/sD．0.5rad/s答案：C解析：此題考查受力分析、應(yīng)用牛頓第二定律、向心力分析解決勻速圓周運(yùn)動問題的能力．物體在最低點(diǎn)最可能出現(xiàn)相對滑動，對物體進(jìn)行受力分析，應(yīng)用牛頓第二定律，有μmgcosθ－mgsinθ＝mω2r，解得ω＝1.0rad/s，選項(xiàng)C正確。7．[2022·浙江卷]如下圖，裝甲車在水平地面上以速度v0＝20m/s沿直線前進(jìn)，車上機(jī)槍的槍管水平，距地面高為h＝1.8m．在車正前方豎直立一塊高為兩米的長方形靶，其底邊與地面接觸．槍口與靶距離為L時(shí)，機(jī)槍手正對靶射出第一發(fā)子彈，子彈相對于槍口的初速度為v＝800m/s.在子彈射出的同時(shí)，裝甲車開始勻減速運(yùn)動，行進(jìn)s＝90m后停下．裝甲車停下后，機(jī)槍手以相同方式射出第二發(fā)子彈．(不計(jì)空氣阻力，子彈看成質(zhì)點(diǎn)，重力加速度g取10m/s2)第23題圖(1)求裝甲車勻減速運(yùn)動時(shí)的加速度大??；(2)當(dāng)L＝410m時(shí)，求第一發(fā)子彈的彈孔離地的高度，并計(jì)算靶上兩個(gè)彈孔之間的距離；(3)假設(shè)靶上只有一個(gè)彈孔，求L的范圍．解析：此題考查勻速直線運(yùn)動、勻變速直線運(yùn)動、平拋運(yùn)動等知識點(diǎn)和分析推理能力．(1)裝甲車加速度a＝eq\f(veq\o\al(2,0),2s)＝eq\f(20,9)m/s2.(2)第一發(fā)子彈飛行時(shí)間t1＝eq\f(L,v＋v0)＝0.5s彈孔離地高度h1＝h－eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)＝0.55m第二發(fā)子彈離地的高度h2＝h－eq\f(1,2)geq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L－s,t)))eq